一種表面覆蓋鋯砂的高耐火度鋁熱焊砂型的製作方法

2023-11-11 13:56:37

專利名稱：一種表面覆蓋鋯砂的高耐火度鋁熱焊砂型的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及鋁熱焊砂型，特別是一種表面覆蓋鋯砂的高耐火度鋁熱焊砂型。
背景技術：
鋼軌鋁熱焊接技術是十九世紀末期，隨著冶金工業和化學工業的發展，人們發明的利用鋁熱反應產生的大量熱量作為熱源來焊接鋼軌的方法。二十世紀，德國、英國、美國、法國等國家開始採用鋁熱焊接法來焊接電車軌道，以後正式在鐵路及地鐵線路上投入應用。隨著無縫線路及高速客運專線的發展，鋼軌鋁熱焊接在許多國家得到了比較廣泛的應用。上世紀六十年代初，我國鐵路上開始採用鋁熱焊方法來焊接無縫軌道。近十年來，隨著鐵路運行速度的提高及無縫線路及高速客運專線的發展，對線路質量等級提出了更加嚴格的要求。在鐵路鋼軌鋁熱焊焊接的發展過程中，一批新型焊接耗材得到了長足的發展。鋼軌鋁熱焊的澆注和冷卻過程與鑄造的規律極為類似，所以鋁熱焊亦稱為鑄焊。 鋁熱焊砂型作為鑄焊過程中重要的成型鑄模，對焊接質量起到至關重要的影響，是一種非常重要的鋁熱焊耗材。鋁熱焊砂型(如圖1)的生產工藝技術要求非常嚴格、複雜，這裡簡要的介紹一下其生產工藝中的幾個主要工序。1.混砂將矽英砂、氧化鐵紅、水玻璃及其他附料嚴格按照一定的配比及混合工藝混成溼砂備用。2.射芯及起模利用專用的高效率的冷芯盒射芯機，在規定的射芯工藝參數條件下，製成砂型。吹入二氧化碳氣體，以達到初始固化硬度後，手工起模。3.烘烤將溼的砂型送入烤爐內進行烘烤作業，冷卻後，經品檢合格即可包裝成
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ΡΠ O從上述生產工藝過程中可以看出，用於成型的砂型骨料主要成分為矽英砂，其耐火度約為1750°C。在鋼軌鋁熱焊接過程中，因為鋁熱反應放出大量的熱量，所以使得熔渣和鋼液(鋁熱鋼)的溫度可達250(T350(TC。從鋼軌鋁熱焊接的實際情況出發，可以加入適量的添加劑，一方面使鋼液溫度降至200(T210(rC左右，同時也使得鋁熱鋼的生產率適當增加。目前，各生產廠商提供的用矽英砂為骨料主要成分成型的砂型在澆注過程中，不可避免的與鋁熱鋼水發生高溫交互反應。通常情況下，在鋼水落下的開始階段，熔融狀態下的鋁熱鋼水接觸砂型表面並附著在已經變軟和部分融化的砂型表面形成」彈坑"，與此同時，在已經變軟和部分融化的砂型表面形成的氣泡也使得焊帶表面變形，同樣有可能形成」 彈坑"。這種採用矽英砂單骨料砂型所焊接的鋁熱焊接頭，在焊筋表面所形成的缺陷Γ彈坑"、氣孔、夾渣等)，不僅嚴重影響了鋁熱焊接頭表面的外觀，而且有可能影響到焊接接頭的機械力學性能，從而縮短鋁熱焊接頭的使用壽命，甚至在列車運行過程中，有可能發生鋁熱焊接頭斷裂，影響行車安全。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種表面覆蓋鋯砂的高耐火度鋁熱焊砂型，它主要解決現有採用矽英砂單骨料砂型所焊接的鋁熱焊接頭，在焊筋表面所形成的缺陷Γ彈坑"、 氣孔、夾渣等)，不僅嚴重影響了鋁熱焊接頭表面的外觀，而且有可能影響到焊接接頭的機械力學性能，從而縮短鋁熱焊接頭的使用壽命的技術問題。本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案是一種表面覆蓋鋯砂的高耐火度鋁熱焊砂型，其特徵在於它包括矽英砂材質的砂型本體，該砂型本體的軌腰和軌腳處具有鋯英砂材質的加強層。本實用新型的有益效果是本實用新型提供了一種雙骨料(鋯英砂和矽英砂)高耐火度鋁熱焊砂型，克服了普通單骨料(矽英砂)砂型在鋁熱焊澆注過程中的諸多缺點，可以保證在同樣的預熱參數及其他鋁熱焊工藝參數不變的條件下，提高砂型表面的耐火度，降低砂型表面材料與鋁熱鋼水發生高溫交互反應的程度，提高鋁熱焊接頭軌腰和軌腳處的焊接質量，增強其機械力學性能，從而延長鋁熱焊接頭的使用壽命，避免因軌腰，軌腳不良導致焊接失敗，從而提高鋁熱焊的成功率。

圖1是現有的以矽英砂為骨料的普通砂型的結構示意圖。圖2是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
請參閱圖2，本實用新型公開了一種表面覆蓋鋯砂的高耐火度鋁熱焊砂型。如圖所示它包括矽英砂材質的砂型本體1，該砂型本體1的軌腰和軌腳處具有鋯英砂材質的加強
層2ο本實用新型高耐火度砂型簡要成型工藝如下。Α.用專用量具量取150克溼鋯英砂，倒入芯盒軌腰部位。B.在芯盒軌腰部位，用手指將溼鋯英砂攤平後壓實。C.插入芯盒澆注棒部件，用專用冶具擋住芯盒軌腳部位。D.用專用量具量取250克溼鋯英砂，倒入芯盒軌腳部位。Ε.用手指將溼鋯英砂在芯盒軌腳三澆注孔位置壓密、壓實。F.將芯盒送入射芯機射芯位置，射芯，吹氣硬化，起模，烘烤。下表是如圖1中一般砂型和本實用新型的高耐火度砂型的性能比較情況。
權利要求1. 一種表面覆蓋鋯砂的高耐火度鋁熱焊砂型，其特徵在於它包括矽英砂材質的砂型本體(1 )，該砂型本體(1)的軌腰和軌腳處具有鋯英砂材質的加強層(2)。
專利摘要本實用新型涉及鋁熱焊砂型，特別是一種表面覆蓋鋯砂的高耐火度鋁熱焊砂型。它包括矽英砂材質的砂型本體，該砂型本體的軌腰和軌腳處具有鋯英砂材質的加強層。它主要解決現有採用矽英砂單骨料砂型所焊接的鋁熱焊接頭，在焊筋表面所形成的缺陷(「彈坑」﹑氣孔﹑夾渣等)，不僅嚴重影響了鋁熱焊接頭表面的外觀，而且有可能影響到焊接接頭的機械力學性能，從而縮短鋁熱焊接頭的使用壽命的技術問題。
文檔編號B23K101/26GK202291840SQ201120435410
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月7日 優先權日2011年11月7日
發明者劉天順, 曹宏祿 申請人:施密特鋼軌技術(崑山)有限公司